空調システムは主に空気、氷水、冷媒、冷却水の4つの主要システムで構成されています。実際の運転中、これらの4つのシステムは空調負荷の変化に合わせて変化し、空気流量、氷水流量制御、および冷媒流量調整と調整して、室内から屋外への熱負荷をバランスよく転送します。
空調ホストの省エネ
月間の暖房および冷房度時の関連データによると、建物が自然換気を設計および適用されていない場合、ほぼ一年中空調が必要です。冷房度時の意味は、屋外の温度が26℃を超えると1時間ごとに蓄積されることです。したがって、その月の冷房負荷の需要が大きいほど、必要な空調エネルギー消費が高くなります。年間を通じて空調負荷のピークとオフピークの変化は非常に明らかです。基本的に、チラーホストの各部分負荷の運転時間は、おおよそ図に示されているようになります。ホストの100%フル負荷運転時間の割合は非常に小さく、ほとんどの時間が50〜70%の部分負荷運転です。
チラーのエネルギー消費は中央空調システムにおいてかなりの割合を占めています。チラーが100%の定格負荷で運転する際の高効率性に加えて、50〜75%の部分負荷率で長時間運転し、高効率基準を維持することが必要です。したがって、チラーの省エネ方法は以下の通りです：
1. 空調ホストの最大機器容量を正確に計算する
チラーの機器容量は、最大空調負荷、機器効率、気象要因、熱負荷などの要素によって決定される必要があります。適切な空調機器容量を得るためには、動的負荷シミュレーションが必要です。したがって、認定された空調計算手順、標準的な室内条件、気象データを使用して計算し、適切な機器設計容量を確立する必要があります。
2. 高効率空調ホストを使用する
チラーは、経済部エネルギー局が発表したチラー効率基準よりも高い効率を持つホストを使用して消費電力を削減する必要があります。ホストは長時間フル負荷で運転されないため、チラーを選択する際には、フル負荷時の効率と部分負荷時の効率を同時に検討し、フル負荷時の効率COPと部分負荷時の効率IPLV（統合部分負荷値、IPLV）の最小基準値を確認する必要があります。また、負荷に合わせて入口ガイドバーの角度を変更する従来の方法ではなく、変動周波数制御機能を備えたチラーを選択するか、25〜75%の部分負荷率で長時間高効率で運転できる空調ホストを選択することもできます。
3. 複数のホストを使用して運転する
複数のホストを並行して運転する場合、低負荷時に1つのホストを停止できると、ホストを高効率で維持できます。単一のホストが運転されると、そのトン数が大きいため、低負荷運転を引き起こし、高効率運転を維持するためにトン数の小さいホストを設置することを検討する必要があります。
4. 冷水の設定温度を調整する
冷凍サイクルの原理によると、冷水ホストの蒸発温度が高いほど効率が良くなります。したがって、冷水ホストの水供給温度または冷媒の蒸発温度を上げることで、冷水ホストを高効率で維持することができます。冷水温度が1°C上昇するごとに、ホストの効率が約3%向上します。冷水温度が下がると、ホストの性能が低下し、冷水ホストの消費電力が増加しますが、水ポンプの消費電力は減少します。したがって、最適な運転点が存在します。ただし、冷水出口温度が上昇すると、空調ボックスの除湿能力が低下するため、環境要件を検討して決定する必要があります。
5. 冷却または冷水の水質管理
熱交換器のスケールによる熱交換効率への影響を防ぐため、熱交換器を定期的に清掃してください。ファウリングにより、ホストの効率が 20% 以上低下します。
可変水量 (VWV) 空調システム
従来の空調システムの水供給方式は、主に固定水量ポンプ制御方式を採用し、部分負荷条件に合わせて水温を調整します。この種のシステムは、定流量 (CWV、定水量) システムと呼ばれます。可変水量 (VWV) システムは、固定水温供給を使用してチラーの効率を高め、ポンプの数を制御するか周波数コンバータを使用してポンプ電力を節約することによって水供給を変更します。可変流量システムは、固定流量システムと比較して、室内の熱負荷の変化に応じて給水を調整できるため、送水電力を削減し、省エネを実現します。
可変風量（VAV）空調システム
一般に、空調システムは室内の空調を行うために一定量の空気を使用します。室内負荷の変化に対し、給気温度の変化を制御するCAV（Constant Air Volume）方式を採用しています。 VAV（可変風量）システムは、給気温度を固定し、空調負荷の変化に応じて給気量を調整します。ファンの動作特性により、ファンの消費電力の半分以上を節約できます。
フル熱交換システム
夏には、空調エネルギー消費量の約 30% ～ 40% が外気の熱負荷を処理するために使用されます。したがって、外気の熱負荷を軽減することが空調機の省エネの鍵の一つとなります。室内の空気品質を確保するために、優れた空調システムは通常、約 30% の新鮮な外気と 70% の空調戻り空気を導入し、それを室内条件に適した空調供給空気に処理します。空調の戻り空気の約 30% が新鮮な外気と入れ替わります。戻り空気から排出される低温低湿空気のエネルギーを回収して再利用できれば、省エネルギー化が図れます。全熱交換器には大きく分けて2種類あり、大きく分けて以下のようになります。
1. 静的クロスフロー
静的クロスフロー全熱交換器には多数のプレート流路があり、2 つの流れは各プレートの両側の隔壁とシールによって分離されており、流れの方向は横方向です。プレートは主に透水性繊維でできており、一方の面で吸収された水はもう一方の面に浸透し、別の流れによって熱交換器全体から排出されます。装置自体は電力を必要とせず、メンテナンスが簡単であることが主な利点です。
2. ロータリータイプ
回転式全熱交換器には、このハニカムホイールを回転させるための小型モーターが必要です。ハニカム内には無数の平行した小さなチャネルがあり、大きな交換領域を形成しています。ホイールを 2 つの側面に分離するには、ホイールに装置が必要です。外気が片側に流れると、熱と湿気の一部がホイールに吸収されます。飽和した部分は反対側に流れ続けます。低温・低湿の排気ガスが反対側を流れ、ホイールの熱と水分を奪い、吸湿熱能力を回復する効果が得られます。
